ВВЕДЕНИЕ
На магистральных тепловозах ОАО «РЖД» используются форсированные дизели, которые, реализуя мощность 2000—4400 кВт, имеют приемлемые массогабаритные показатели. Однако при форсировке — повышении давления наддува — возникает проблема обеспечения должного качества переходных процессов на режимах, связанных с увеличением частоты вращения коленчатого вала и мощности двигателя внутреннего сгорания.
Как известно, для полного сгорания топлива коэффициент избытка воздуха должен быть не менее 1,6—1,8. Это легко достигается при установившихся режимах работы дизеля — заданием соответствующей тепловозной характеристики. В то же время при наборе позиций, когда увеличивается частота вращения коленчатого вала и мощность дизеля, может изменяться соотношение между количествами воздуха и топлива. В результате топливо сгорает не полностью, что сопровождается усиленным дымлением, повышенным нагарообразованием, увеличением теплонапряженности деталей цилиндро-поршневой группы, наконец, снижается экономичность дизеля.
Чтобы исключить все эти негативные явления, форсированные дизели оснащают объединенными регуляторами частоты вращения и мощности, снабженными корректором ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддува. Наиболее полно эту задачу выполняют регуляторы типа 4-7РС2. Они отличаются большой массой и сложной конструкцией. Регулируют их слесари высокой квалификации на специальных стендах. Если регулятор настроен неправильно, то наблюдается нестабильность его работы.
Кроме того, в эксплуатации находится большое число тепловозов с высокофорсированными двигателями внутреннего сгорания, которые не оборудованы регуляторами с коррекцией по наддуву (например, дизель 10Д100). Чаще всего они работают с сильным дымлением и повышенным уровнем вредных выбросов в окружающую среду. Для кардинального улучшения работы высокофорсированных дизелей необходимо использовать электронные регуляторы на базе микропроцессоров.
В последние годы электронные регуляторы активно внедряют на маневровых тепловозах типа ЧМЭЗ, на которых они обеспечивают постоянство режима работы дизеля на каждой позиции контроллера, а также защиту тяговых электрических машин при возникновении буксования колесных пар. На сегодняшний день наибольшее распространение получила система управления (электронный регулятор) типа ЭРЧМЗОТ2, предназначенная для маневровых тепловозов. С 1999 г. ею начали оборудовать тепловозы ЧМЭЗ. Результаты эксплуатации этой системы управления позволяют сделать вывод о надежности всех ее элементов, незначительной трудоемкости технического обслуживания и высокой стабильности параметров работы дизеля.
На базе данных регуляторов специалисты ООО ППП «Дизель-автоматика» (Саратов) с участием сотрудников ВНИИЖТа разработали электронную систему регулирования частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля типа ЭРЧМЗОТЗ (далее — система управления) для магистральных тепловозов.
Созданная российскими учеными и специалистами система обеспечивает:
- автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля на каждой позиции контроллера;
- работу дизеля на переходных режимах по заданной ограничительной характеристике; изменение тепловозной характеристики в зависимости от температуры наружного воздуха;
- дискретное или бесступенчатое задание частоты вращения коленчатого вала;
- программную защиту дизеля по давлению масла;
- подачу топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания в процессе пуска только при достижении заданной частоты вращения коленчатого вала;
- задание величины цикловой подачи топлива при пуске дизеля;
- автоматическое регулирование тока возбуждения тягового генератора по заданному закону при движении тепловоза в режиме тяги или электрического торможения;
- автоматическое регулирование напряжения тягового генератора при работе дизеля в режиме холостого хода;
- защиту тяговых электрических машин при буксовании колесных пар;
- уменьшение мощности, используемой на тягу поезда, при отключении неисправного тягового двигателя;
- непосредственное управление силовыми контактными аппаратами;
- управление тепловозом в режимах поддержания скорости и секционной тяги.
В настоящее время тепловозы оборудуют так называемой унифицированной системой тепловозной автоматики (УСТА), предназначенной для регулирования электропередачи тепловоза в режимах тяги и электрического торможения. При этом на дизеле сохраняют сложнейшие гидромеханические регуляторы 4-7РС2 или 10Д100, которые используются только как регуляторы частоты вращения. Дополнительно возникает проблема установки на дизеле датчика положения рейки топливного насоса высокого давления. Система управления свидетельствует о том, что она не только реализует все функции УСТА (за исключением регулирования напряжения вспомогательного генератора), но и обеспечивает управление дизелем на всех режимах его работы, включая пуск.
Система управления содержит базовые блоки и набор дополнительных датчиков. Базовые блоки унифицированы для магистральных и маневровых тепловозов и содержат электронный блок управления, электрогидравлическое исполнительное устройство, датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, программатор. Модификации системы управления для разных тепловозов отличаются друг от друга программами, закладываемыми в память микропроцессора, а также номенклатурой дополнительных датчиков.
Содержание
Введение
1. Устройство и работа электронного регулятора дизеля
тепловоза ЧМЭЗ
1.1. Основные характеристики электронного регулятора ЭРЧМ30Т2
1.2. Устройство и работа блока управления
2. Устройство и геометрические параметры датчиков, программатора и исполнительного устройства
2.1. Датчик положения
2.2. Датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля
2.3. Датчик давления масла
2.4. Программатор
2.5. Исполнительное электрогидравлическое устройство
2.6. Работа регулятора при пуске дизеля
2.7. Работа регулятора на холостом ходу
2.8. Работа регулятора в поездном режиме
2.9. Остановка дизеля
2.10. Работа регулятора при буксовании тепловоза
2.11. Возможные неисправности и методы их устранения
2.12. Техническое обслуживание регулятора
3. Подключение блока управления электронного регулятора к электрической цепи первых, вновь оборудуемых тепловозов ЧМЭЗ
3.1. Работа регулятора при пуске дизеля тепловоза ЧМЭЗ
3.2. Работа регулятора тепловоза ЧМЭЗ в режиме тяги
4. Назначение и основные характеристики оборудования, устанавливаемого на тепловоз ЧМЭЗК с дизелем TimaK6S310DR
4.1. Система УОИ. Назначение и характеристика системы
4.2. Блок регулирования системы УОИ
5. Подключение электронного регулятора к электрической схеме тепловоза ЧМЭЗ во время запуска дизеля с универсальной системой тепловозной автоматики
5.1. Запуск дизеля
5.2. Остановка дизеля
5.3. Цепи защиты дизеля
5.4. Цепи заряда аккумуляторной батареи и возбуждения вспомогательного генератора
5.5. Работа тепловоза в тяговом режиме
5.6. Цепи защиты и сигнализации
5.7. Работа цепей освещения, вентиляции и отопления кабины
6. Проверка секвенции электрических аппаратов
6.1. Проверка в режиме запуска дизеля
6.2. Проверка в режиме тяги
6.3. Настройка аварийного возбуждения
7. Техническое обслуживание электрооборудования
Рекомендуемая литература
Приложение
Смотрите другие книги по тепловозам
|
